• 실시간 속보창 보기
  • 검색 전체 종목 검색

뉴스속보

[1일IT템] 열 받으면 원래 모양으로 되돌아온다
파이낸셜뉴스 | 2022-01-24 06:35:03
화학연구원, 4D 프린팅용 신소재 개발

형상기억 비트리머 신소재 표면에 흠집을 낸 후 고온 열처리를 한 지 30분이 지나자 흠집이 사라졌다. 화학연구원 제공
[파이낸셜뉴스] 한국화학연구원 김용석·김동균·박성민 박사팀이 흠집이 나거나 변형되더라도 열을 가하면 원래의 모양으로 돌아가는 신소재를 개발했다. 이 기술은 값싼 상용 고분자로 고부가가치 형상기억 비트리머 소재를 합성하는 플랫폼 기술이다.

연구진이 개발한 이 소재는 자가치유 및 재활용이 가능한 4D 프린팅용 형상기억 비트리머 신소재다. 4D 프린팅은 3D 프린팅에 자가 변환 및 자기 조립 등의 개념이 더해진 것이다. 간단하게는 외부 자극에 스스로 반응하는 스마트 소재를 활용해 프린팅된 3차원 구조체가 특정 조건 하에 스스로 변형을 일으키는 기술이다.

연구진은 이 소재가 4D 프린팅 기술을 활용한 맞춤형 의료기기나 소프트 로봇, 형상가변 전자기기 등에 응용할 수 있을 것이라고 전망했다.

이 신소재로 필름형태로 만든 뒤 흠집을 내고 자가치유 테스트를 진행했다. 160도의 고온 열처리한 지 30분만에 흠집이 없어졌다. 또한 이 필름을 잘게 부러뜨린 뒤 170도의 고온 열처리를 하면서 강한 압력으로 찍어내는 프레스 공정을 통해 원래의 상태로 되돌려 재활용할 수 있다.

연구진은 현재 3D 프린팅용 필라멘트 소재로 활용되고 있는 상용 고분자의 2차례 기능성 가교반응을 통해 형상기억 비트리머 신소재를 합성했다.

잘게 잘린 비트리머 소재를 고온 프레스 공정을 통해 원래 상태로 재가공했다. 화학연구원 제공
연구진은 가교구조 제어를 통해 형상기억 비트리머 소재의 형상기억-회복 특성을 조절하는 것은 물론이고, 열에 의한 자가치유 및 재성형 등 다양한 기능을 가진 신소재를 개발했다.

또한 필라멘트 압출 성형 및 4D 프린팅도 가능하다. 신소재를 필라멘트 압출기에 넣어주면 깨끗한 필라멘트를 얻을 수 있으며, 3D 펜을 사용해 형상기억 및 회복이 가능한 3D 구조체를 간단하게 제조할 수 있다.

연구진은 이 기술이 소재 분야 관련 기업과의 적극적인 협업을 통해 4D 프린팅 실용화를 위한 핵심기술을 선점할 수 있을 것이라고 설명했다.또한 소재의 자가치유 및 재활용 공정도 가능해 향후 발생가능한 다량의 가교 고분자 폐기물을 줄일 수 있을 것이라고 전망했다.

이번 연구결과는 과학기술 분야 국제학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)' 2021년 12월호 표지논문으로 게재됐다.
이시각 주요뉴스
  • 한줄 의견이 없습니다.

한마디 쓰기현재 0 / 최대 1000byte (한글 500자, 영문 1000자)

등록

※ 광고, 음란성 게시물등 운영원칙에 위배되는 의견은 예고없이 삭제될 수 있습니다.